一种五轴五联动数控机床力矩电机断电防掉落装置的制作方法

1.本发明涉及数控机床技术领域，具体为五轴五联动数控机床力矩电机断电防掉落装置。


背景技术：

2.五轴五联动数控机床是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，广泛应用在解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等的生产加工上。
3.现有的五轴五联动数控机床大多是由力矩电机来驱动，从而带动钻头进行全方位的运动，通过与工装平台的移动配合，实现对工件进行全方位的加工，但在使用时，如果摆动轴旋转到九十度时，突然出现断电情况，那么系统则会失去对摆动轴的控制，此时受重力的影响，摆动轴会快速的下摆与工件接触，导致工件损坏，由于五轴五联动数控机床所加工工件材料大多为贵重材料，因此会对生产造成巨大的损失。
4.现有的五轴五联动数控机床在使用时，大多通过安装钻头来实现对工件的打孔和切削，为了避免钻头损坏，通常会采用将不同长度的钻头来分别实现打孔和切削，但当需要打孔的深度较大时，需要将原有的切削钻头更换为较长的打孔钻头，操作复杂，降低了装置的生产效率。大多需要对五轴五联动数控机床的各个轴进行复位，在复位时，通常需要将工件取出，然后在由各个力矩电机带动轴头运动，对于摆动轴而言，加工完毕后的轴头往往与水平面之间形成夹角，在复位时，需要力矩电机带动摆动轴头向下摆动，从而实现对摆动轴头的复位，因此在复位时，还需要力矩电机单独进行工作，增加了装置的能耗，提高了装置的使用成本。


技术实现要素：

5.一、要解决的技术问题
6.本发明是针对现有技术所存在的上述缺陷，特提出五轴五联动数控机床力矩电机断电防掉落装置，解决了现有技术中如果突然出现断电情况，那么系统则会失去对摆动轴的控制的问题。
7.二、技术方案
8.为解决上述技术问题，本发明提供了一种五轴五联动数控机床力矩电机断电防掉落装置，包括机座，所述机座的上方设有旋转轴头，所述旋转轴头的中部固定安装有力矩电机，所述旋转轴头的底部活动连接有摆动轴头，所述摆动轴头顶端的左右两侧均固定安装有旋转管，所述旋转轴头中部底端的左右两侧均固定安装有锁止板，所述摆动轴头的顶端固定安装有电磁铁，所述摆动轴头的顶端活动连接有吸附片，所述吸附片的顶端固定安装有延伸轴，所述延伸轴远离电磁铁的一面固定安装有锁止块，调整电磁铁内的电流，使电磁铁产生的磁力减小，弹簧的弹性通过吸附片带动两个延伸轴相对运动，使得两个延伸轴带动锁止块与锁止板靠近力矩电机轴线的一面贴合，此时力矩电机断电，摆动轴头在重力的
作用下向下摆动，通过锁止块与锁止板之间的摩擦，可以降低摆动轴头的下摆速度，使摆动轴头缓慢下摆进行复位，所述吸附片的中部固定安装有伸缩杆和弹簧，所述摆动轴头的底端固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端活动套接有钻头。
9.优选的，所述旋转管的表面固定安装有传动轮一，所述传动轮一的表面传动连接有传动带，所述传动带的顶端传动连接有传动轮二，所述传动轮二固定套接在力矩电机左右两侧的输出端上，通过力矩电机带动传动轮二旋转，传动带传动连接传动轮二和传动轮一，从而可以实现摆动轴头进行摆动。
10.优选的，所述吸附片的底端固定安装有连接架，所述连接架的底端固定安装有夹紧机构，所述驱动电机的输出端固定套接有主动管，所述钻头的顶端固定安装有插接杆，通过将钻头插入摆动轴头的底端，使插接杆依次插入两个夹紧环的中部和主动管内，驱动电机带动主动管旋转，主动管在旋转时带动插接杆的顶端旋转，从而实现带动钻头转动与工件接触，对工件进行加工。
11.优选的，所述夹紧机构包括半圆环磁架，所述半圆环磁架固定安装在连接架靠近驱动电机轴线的一端，所述半圆环磁架的内腔活动连接有夹紧环，所述半圆环磁架的内腔开设有圆环槽，所述夹紧环的表面固定安装有定位环，所述定位环活动连接在圆环槽内，通过控制电磁铁内的电流，从而降低电磁铁的磁力，此时弹簧的弹性带动两个吸附片相对运动使两个吸附片带动两个连接架相对运动，使两个夹紧环将插接杆松开，在重力的作用下，钻头会向下移动，当钻头的底端伸出摆动轴头适合打孔的长度后，增加通过电磁铁内的电流，从而提高电磁铁的磁力，使电磁铁通过磁力对吸附片进行吸附，从而带动两个夹紧环夹紧插接杆对钻头进行固定。
12.优选的，所述半圆环磁架和夹紧环均有两个，两个所述半圆环磁架和两个夹紧环之间磁性连接，两个所述夹紧环的中部和主动管的中部均插接在插接杆的表面，半圆环磁架的磁性可以对夹紧环进行吸引，从而保证了夹紧环可以在半圆环磁架内旋转，保证了装置的正常运行。
13.优选的，所述机座包括传动连接箱，所述传动连接箱传动连接在旋转轴头的顶端，所述传动连接箱的顶端传动连接有竖向移动机构，所述传动连接箱的后端传动连接有纵向移动机构，所述纵向移动机构的右端传动连接有坦克链，所述坦克链的底端传动连接有横向驱动箱，所述横向驱动箱的左端固定安装有机架，所述机架的底端固定安装有装载台，所述装载台位于摆动轴头的正下方，将工件固定在装载台上，然后启动装置，横向驱动箱带动坦克链移动，从而使纵向移动机构进行横向移动，纵向移动机构与传动连接箱传动连接，可以实现传动连接箱进行纵向移动，传动连接箱与竖向移动机构传动连接可以实现竖向移动机构带动旋转轴头上下移动，旋转轴头与摆动轴头的传动连接，可以带动摆动轴头进行摆动，使得钻头能够对装置进行全方位的加工。
14.优选的，所述吸附片共有两个，两个所述吸附片靠近电磁铁的一面与电磁铁贴合，两个所述吸附片与电磁铁之间磁性连接，所述延伸轴活动连接在旋转管内腔中，电磁铁对吸附片产生的磁力大于弹簧施加在吸附片的弹性，从而实现在正常生产时，锁止块与锁止板之间无接触，从而使装置正常运行。
15.优选的，所述弹簧活动套接在伸缩杆的表面，所述伸缩杆和弹簧均位于电磁铁的上方，电磁铁内无电流通过，此时吸附片失去电磁铁的吸引，弹簧的弹性带动两个吸附片瞬
间相对运动，从而通过延伸轴带动锁止块插入锁止板表面开设的矩形槽内，从而实现对旋转管的锁止，从而对摆动轴头进行定位，避免摆动轴头在断电时与工件接触。
16.优选的，所述连接架的形状为“c”字形，所述连接架共有两个，两个所述连接架分别位于驱动电机的左右两侧，避免两个连接架在移动时与驱动电机发生干涉，保证了装置的正常运行。
17.三、有益效果
18.与现有技术相比，本发明通过设置电磁铁，电磁铁的磁性对吸附片进行吸引，使锁止板与锁止块分离，当装置断电时，电磁铁内无电流通过，此时吸附片失去电磁铁的吸引，弹簧的弹性带动两个吸附片瞬间相对运动，通过延伸轴带动锁止块插入锁止板表面开设的矩形槽内，从而实现对旋转管的锁止，从而对摆动轴头进行定位，避免摆动轴头在断电时与工件接触，避免对工件造成损坏，减少了断电造成的损失。
19.同时通过控制电磁铁内的电流，从而降低电磁铁的磁力，此时弹簧的弹性带动两个吸附片相对运动使连接架相对运动，从而带动两个夹紧环将插接杆松开，在重力的作用下，钻头会向下移动，当钻头的底端伸出摆动轴头适合打孔的长度后，通过电磁铁内的电流，从而提高电磁铁的磁力，使电磁铁通过磁力对吸附片进行吸附，从而带动两个夹紧环夹紧插接杆对钻头进行固定，从而降低了更换刀具所需的时间，提高了装置的工作效率。
20.进一步通过调整电磁铁内的电流，使电磁铁产生的磁力减小，弹簧的弹性带动两个延伸轴相对运动，使两个延伸轴带动锁止块与锁止板靠近力矩电机轴线的一面贴合，此时力矩电机断电，利用摆动轴头的重力使摆动轴头向下摆动，通过锁止块与锁止板之间的摩擦，可以降低摆动轴头的下摆速度，使摆动轴头缓慢下摆进行复位，在进行复位时，降低了力矩电机和电磁铁消耗的电能，有效的降低了装置的生产成本。
附图说明
21.图1为本发明结构示意图；
22.图2为本发明摆动轴头连接结构示意图；
23.图3为本发明旋转轴头剖视结构示意图；
24.图4为本发明图3中a处放大结构示意图；
25.图5为本发明延伸轴连接结构示意图；
26.图6为本发明断电时锁止状态结构示意图；
27.图7为本发明驱动电机爆炸连接结构示意图；
28.图8为本发明钻头爆炸连接结构示意图；
29.图9为本发明图8中b处放大结构示意图。
30.图中：1、机座；2、旋转轴头；3、力矩电机；4、摆动轴头；5、旋转管；6、锁止板；7、锁止块；8、电磁铁；9、吸附片；10、延伸轴；11、伸缩杆；12、弹簧；13、驱动电机；14、钻头；15、传动轮一；16、传动带；17、传动轮二；18、连接架；19、夹紧机构；20、主动管；21、半圆环磁架；22、夹紧环；23、插接杆；24、机架；25、横向驱动箱；26、坦克链；27、纵向移动机构；28、传动连接箱；29、竖向移动机构；30、装载台。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
32.实施例1：
33.请参阅图2
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6，本发明提供一种实施例：五轴五联动数控机床力矩电机断电防掉落装置，包括机座1，机座1的上方设有旋转轴头2，旋转轴头2的中部固定安装有力矩电机3，旋转轴头2的底部活动连接有摆动轴头4，摆动轴头4顶端的左右两侧均固定安装有旋转管5，旋转轴头2中部底端的左右两侧均固定安装有锁止板6，摆动轴头4的顶端固定安装有电磁铁8，摆动轴头4的顶端活动连接有吸附片9，吸附片9的顶端固定安装有延伸轴10，延伸轴10远离电磁铁8的一面固定安装有锁止块7，调整电磁铁8内的电流，使电磁铁8产生的磁力减小，弹簧12的弹性通过吸附片9带动两个延伸轴10相对运动，使得两个延伸轴10带动锁止块7与锁止板6靠近力矩电机3轴线的一面贴合，此时力矩电机3断电，摆动轴头4在重力的作用下向下摆动，通过锁止块7与锁止板6之间的摩擦，可以降低摆动轴头4的下摆速度，使摆动轴头4缓慢下摆进行复位，吸附片9的中部固定安装有伸缩杆11和弹簧12，摆动轴头4的底端固定安装有驱动电机13，驱动电机13的输出端活动套接有钻头14。
34.进一步，在旋转管5的表面固定安装有传动轮一15，传动轮一15的表面传动连接有传动带16，传动带16的顶端传动连接有传动轮二17，传动轮二17固定套接在力矩电机3左右两侧的输出端上，通过力矩电机3带动传动轮二17旋转，传动带16传动连接传动轮二17和传动轮一15，从而可以实现摆动轴头4进行摆动。
35.本实施例中吸附片9共有两个，两个吸附片9靠近电磁铁8的一面与电磁铁8贴合，两个吸附片9与电磁铁8之间磁性连接，延伸轴10活动连接在旋转管5内腔中，电磁铁8对吸附片9产生的磁力大于弹簧12施加在吸附片9的弹性，从而实现在正常生产时，锁止块7与锁止板6之间无接触，从而使装置正常运行。
36.如图7所示，弹簧12活动套接在伸缩杆11的表面，伸缩杆11和弹簧12均位于电磁铁8的上方，电磁铁8内无电流通过，此时吸附片9失去电磁铁8的吸引，弹簧12的弹性带动两个吸附片9瞬间相对运动，从而通过延伸轴10带动锁止块7插入锁止板6表面开设的矩形槽内，从而实现对旋转管5的锁止，从而对摆动轴头4进行定位，避免摆动轴头4在断电时与工件接触。
37.实施例2：
38.相较于实施例1，本实施例如图7
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9所示，吸附片9的底端固定安装有连接架18，连接架18的底端固定安装有夹紧机构19，驱动电机13的输出端固定套接有主动管20，钻头14的顶端固定安装有插接杆23，通过将钻头14插入摆动轴头4的底端，使插接杆23依次插入两个夹紧环22的中部和主动管20内，驱动电机13带动主动管20旋转，主动管20在旋转时带动插接杆23的顶端旋转，从而实现带动钻头14转动与工件接触，对工件进行加工。
39.夹紧机构19包括半圆环磁架21，半圆环磁架21固定安装在连接架18靠近驱动电机13轴线的一端，半圆环磁架21的内腔活动连接有夹紧环22，半圆环磁架21的内腔开设有圆环槽，夹紧环22的表面固定安装有定位环，定位环活动连接在圆环槽内，通过控制电磁铁8内的电流，从而降低电磁铁8的磁力，此时弹簧12的弹性带动两个吸附片9相对运动使两个吸附片9带动两个连接架18相对运动，使两个夹紧环22将插接杆23松开，在重力的作用下，
钻头14会向下移动，当钻头14的底端伸出摆动轴头4适合打孔的长度后，增加通过电磁铁8内的电流，从而提高电磁铁8的磁力，使电磁铁8通过磁力对吸附片9进行吸附，从而带动两个夹紧环22夹紧插接杆23对钻头14进行固定。
40.半圆环磁架21和夹紧环22均有两个，两个半圆环磁架21和两个夹紧环22之间磁性连接，两个夹紧环22的中部和主动管20的中部均插接在插接杆23的表面，半圆环磁架21的磁性可以对夹紧环22进行吸引，从而保证了夹紧环22可以在半圆环磁架21内旋转，保证了装置的正常运行。
41.其中，连接架18的形状为“c”字形，连接架18共有两个，两个连接架18分别位于驱动电机13的左右两侧，避免两个连接架18在移动时与驱动电机13发生干涉，保证了装置的正常运行。
42.实施例3：
43.相较于实施例1，本实施中，机座1包括传动连接箱28，传动连接箱28传动连接在旋转轴头2的顶端，传动连接箱28的顶端传动连接有竖向移动机构29，传动连接箱28的后端传动连接有纵向移动机构27，纵向移动机构27的右端传动连接有坦克链26，坦克链26的底端传动连接有横向驱动箱25，横向驱动箱25的左端固定安装有机架24，机架24的底端固定安装有装载台30，装载台30位于摆动轴头4的正下方，将工件固定在装载台30上，然后启动装置，横向驱动箱25带动坦克链26移动，从而使纵向移动机构27进行横向移动，纵向移动机构27与传动连接箱28传动连接，可以实现传动连接箱28进行纵向移动，传动连接箱28与竖向移动机构29传动连接可以实现竖向移动机构29带动旋转轴头2上下移动，旋转轴头2与摆动轴头4的传动连接，可以带动摆动轴头4进行摆动，使得钻头14能够对装置进行全方位的加工。
44.本实施例的五轴五联动数控机床力矩电机断电防掉落装置在使用时，将工件固定在装载台30上，然后启动装置，横向驱动箱25带动坦克链26移动，从而使纵向移动机构27进行横向移动，纵向移动机构27与传动连接箱28传动连接，可以实现传动连接箱28进行纵向移动，传动连接箱28与竖向移动机构29传动连接可以实现竖向移动机构29带动旋转轴头2上下移动，通过力矩电机3带动传动轮二17旋转，传动带16传动连接传动轮二17和传动轮一15，从而可以实现摆动轴头4进行摆动，使得钻头14能够对装置进行全方位的加工；
45.在进行加工时，通过将钻头14插入摆动轴头4的底端，使插接杆23依次插入两个夹紧环22的中部和主动管20内，驱动电机13带动主动管20旋转，主动管20在旋转时带动插接杆23的顶端旋转，从而实现带动钻头14转动与工件接触，对工件进行加工；
46.在需要进行较深的打孔时，通过控制电磁铁8内的电流，从而降低电磁铁8的磁力，此时弹簧12的弹性带动两个吸附片9相对运动使两个吸附片9带动两个连接架18相对运动，使两个夹紧环22将插接杆23松开，此时在重力的作用下，钻头14会向下移动，当钻头14的底端伸出摆动轴头4适合打孔的长度后，增加通过电磁铁8内的电流，从而提高电磁铁8的磁力，使电磁铁8通过磁力对吸附片9进行吸附，从而带动两个夹紧环22夹紧插接杆23对钻头14进行固定；
47.当需要对摆动轴头4进行复位时，调整电磁铁8内的电流，使电磁铁8产生的磁力减小，弹簧12的弹性通过吸附片9带动两个延伸轴10相对运动，使得两个延伸轴10带动锁止块7与锁止板6靠近力矩电机3轴线的一面贴合，此时力矩电机3断电，摆动轴头4在重力的作用
下向下摆动，通过锁止块7与锁止板6之间的摩擦，可以降低摆动轴头4的下摆速度，使摆动轴头4缓慢下摆进行复位；
48.当装置突然断电时，电磁铁8内无电流通过，此时吸附片9失去电磁铁8的吸引，弹簧12的弹性带动两个吸附片9瞬间相对运动，从而通过延伸轴10带动锁止块7插入锁止板6表面开设的矩形槽内，从而实现对旋转管5的锁止，从而对摆动轴头4进行定位，避免摆动轴头4在断电时与工件接触。。
49.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。